《Mycological Progress》:Species diversity of the Amanita section Caesareae in South Korea
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为解决韩国鹅膏菌属凯撒组(Amanita sect. Caesareae)物种分类不确定及中毒事件频发问题,研究人员结合生态、形态和系统发育分析,利用多基因标记开展该组物种多样性研究。结果发现 15 个物种,5 个新物种,明确其分布特征,为相关研究提供重要数据。
在神秘的真菌世界里,鹅膏菌属(Amanita)可谓大名鼎鼎,它是伞菌科中最大的属,其中的蘑菇形态各异,有的是餐桌上的美味佳肴,如凯撒蘑菇(A. caesarea);有的却含有剧毒,像毒蝇鹅膏(A. muscaria),误食后可能危及生命。鹅膏菌属包含众多物种,全球已描述的超过 600 种,它们在森林生态系统中扮演着至关重要的角色,多数是外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi),与树木形成共生关系,帮助树木吸收养分、增强抗逆性 。
然而,鹅膏菌属的物种分类一直是个难题。不同物种之间形态相似性高,仅凭外观很难准确区分,这给分类工作带来了巨大挑战。而且,许多有毒物种和可食用物种长相极为相似,例如凯撒组(Amanita sect. Caesareae)中的一些物种与剧毒的 A. subjunquillea 形态相近,在亚洲地区,凯撒蘑菇的分类更是复杂,部分已报道物种的分类地位存在争议。在韩国,此前虽已报道 9 种凯撒组鹅膏菌,但分类并不准确,分子数据也有限,加上误食鹅膏菌中毒事件时有发生,因此,对韩国凯撒组鹅膏菌进行系统研究迫在眉睫。
为了揭开韩国鹅膏菌属凯撒组物种的神秘面纱,来自首尔国立大学、湖南国立生物资源研究所等机构的研究人员展开了深入研究。他们综合运用生态学、形态学和系统发育分析等多种方法,利用五个分子标记(ITS + nrLSU + RPB2 + TEF1 + β - tubulin),对韩国的鹅膏菌进行了全面的调查和分析。
研究人员首先从韩国的三个真菌标本馆(Honam National Institute of Biological Resources、National Institute of Biological Resources 和 Seoul National University Fungus Collection)收集了 62 份标本。接着,他们从这些标本中提取 DNA,利用特定的引物对不同的基因区域进行聚合酶链反应(PCR)扩增,然后对 PCR 产物进行测序。通过这些序列,结合从 GenBank 下载的参考序列,构建了系统发育树,以此来确定各个物种之间的亲缘关系。同时,他们还对这些蘑菇的宏观和微观形态特征进行了细致的观察和描述,包括菌盖(pileus)、菌柄(stipe)、菌褶(lamellae)的颜色、形状、大小,以及孢子(basidiospores)的形态等。
经过一系列严谨的研究,研究人员取得了重要成果。
系统发育分析 :通过多基因标记的系统发育分析,研究人员发现韩国的鹅膏菌属凯撒组物种可以分为四个不同的进化枝(clade)。这一结果与之前对该组物种的研究结果相似,且得到了很强的最大似然法(ML)支持。在这些进化枝中,研究人员识别出了 15 个物种,其中有 5 个是从未被报道过的新物种,还有 6 个是首次在韩国被记录的物种。
新物种描述 :这 5 个新物种分别是灰黄鹅膏(A. cinereoflava)、棕灰鹅膏(A. fuscocinerea)、拟长纹鹅膏(A. paralongistriata)、近芬氏鹅膏(A. subfense)和脐褐鹅膏(A. umbonibrunnea)。研究人员对它们的形态特征进行了详细描述,例如,灰黄鹅膏的菌盖呈灰黄色至黄褐色,菌柄白色至黄白色;棕灰鹅膏的菌盖较小,呈灰棕色,中心凹陷;拟长纹鹅膏的菌盖扁平,中心凹陷,与长纹鹅膏(A. longistriata)相似但有区别;近芬氏鹅膏的菌盖呈灰褐色,与芬氏鹅膏(A. fense)相似但孢子较短;脐褐鹅膏的菌盖呈平凸状,中心有脐状突起,呈黄褐色 。这些新物种的发现,丰富了人们对鹅膏菌属物种多样性的认识。
物种分布 :研究还发现,所有新发现的物种均为亚洲特有,这进一步证实了外生菌根真菌具有明显的大陆和区域特异性。不同物种在韩国的分布与特定的森林类型相关,如与松属(Pinus spp.)和栎属(Quercus spp.)树木共生的森林中,就分布着多种鹅膏菌。
在研究结论与讨论部分,研究人员指出,此次研究揭示了韩国鹅膏菌属凯撒组丰富的物种多样性。之前报道的一些物种,经多基因标记系统发育分析后,确认存在分类错误。例如,之前鉴定为 A. incarnatifolia 的物种,实际上是 A. fense。同时,研究人员发现一些形态特征,如菌盖颜色、菌盖边缘条纹的颜色和长度、孢子大小等,在区分物种时具有一定的参考价值,但这些特征也存在局限性,如颜色会随观察时间变化,孢子大小的差异也不足以完全可靠地区分物种。因此,综合生态数据、多基因标记系统发育分析和详细的形态特征,对于准确界定物种至关重要。
此外,鹅膏菌属在真菌系统学、代谢组学和毒理学研究中具有重要意义。由于其物种繁多且形态相似,容易导致误食中毒事件,所以持续的综合研究十分必要。这项研究不仅为韩国鹅膏菌属凯撒组物种的分类和多样性研究提供了重要依据,也为后续的生态、系统和毒素研究奠定了坚实基础,对保障人们的健康和生态系统的平衡具有重要意义。该研究成果发表在《Mycological Progress》上。
研究人员开展这项研究主要运用了以下关键技术方法:
标本采集与 DNA 提取 :从韩国三个真菌标本馆收集 62 份标本,取组织块用 CTAB 缓冲液研磨,再用 AccuPrep Genomic DNA Extraction Kit 提取 DNA。
PCR 扩增与测序 :针对不同基因区域选用特定引物进行 PCR 扩增,产物经凝胶电泳后纯化,在 ABI 3730XL 机器上测序,并用 Geneious Prime 2024.0.5 软件处理序列。
系统发育分析 :将新测序列与 GenBank 参考序列经 MAFFT v.7 软件比对、手动修剪后,用 RAxML v.8.2.12 构建最大似然树,以 A. ovalispora 和 A. tenuifulva 为外群。
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